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06.04.2023 - Universität Paderborn


INTERNATIONALES FORSCHUNGSTEAM ENTWICKELT METHODE ZUR CHARAKTERISIERUNG VON
NANOMATERIALIEN

Computer-generated image

Symbolbild

Hineinzoomen

‹ ›

Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn, des Istituto Nazionale di
Ricerca Metrologica (INRiM) – der nationalen Metrologie-Einrichtung Italiens –,
der Polytechnischen Universität Turin (Politecnico di Torino) und der
Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Berlin haben die sogenannte
sequenzielle Infiltrationssynthese in nanostrukturierten Polymeren untersucht.
Damit wollen sie die Möglichkeiten zur Charakterisierung von
Materialeigenschaften auf kleinsten Längenskalen verbessern. Materialien, die im
Bereich weniger Nanometer strukturiert sind, sind zum Beispiel für zukünftige
Computerchips, Energiewandlungs- und -speicherungsprozesse oder molekulare Siebe
unerlässlich. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler*innen nun in einem
Cover-Artikel in „ACS Applied Polymer Materials“ veröffentlicht.

In Paderborn arbeitet das Team um Physiker Prof. Dr. Jörg Lindner mit
nanostrukturierten Blockcopolymeren. Das sind miteinander verknüpfte
Polymerketten, die von alleine „selbstorganisiert“ regelmäßige Muster bilden und
damit verschiedenste Anwendungen ermöglichen. „Die Beherrschung der
Selbstorganisation von Blockcopolymeren hat in den vergangenen Jahren rasante
Fortschritte gemacht“, sagt Lindner. Um diese Entwicklung weiter voranzutreiben,
müssen allerdings zerstörungsfreie Methoden zur Charakterisierung der
Materialeigenschaften erweitert werden.

Blockcopolymere erlauben die Erzeugung kleinster Strukturen auf
Halbleiteroberflächen und damit zukunftsweisende Verfahren, um
mikroelektronische Bauelemente der nächsten Generation weiter zu
miniaturisieren. „Die damit erreichbaren Strukturgrößen sind nur durch die Länge
der Polymerketten bestimmt und können daher kleiner werden als Strukturen, die
man selbst bei größtem Aufwand mit herkömmlichen Techniken herstellen kann.
Durch die voranschreitende Miniaturisierung ergibt sich gleichzeitig ein Bedarf
an neuen Messmethoden und Größenstandards, um entsprechend kleine Strukturen zu
analysieren. Auch hier helfen Blockcopolymere. Allerdings erst, nachdem die
chemischen Unterschiede zwischen den beteiligten Polymersorten durch die
selektive Veränderung eines der Polymere gesteigert wurden. Durch den selektiven
Einbau von Aluminiumoxid mittels sequentieller Infiltrationssynthese lassen sich
Nanostrukturen herstellen, an denen solche neuen Messverfahren erprobt werden
können“, erklärt Lindner.

Originalveröffentlichung
 * Eleonora Cara et al.; Developing Quantitative Nondestructive Characterization
   of Nanomaterials: A Case Study on Sequential Infiltration Synthesis of Block
   Copolymers; ACS Appl. Polym. Mater. 2023




UNIVERSITÄT PADERBORN


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